JP2008126502A - ゴムシート製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴム生地を混練し、圧延してゴムシートを製造するときに、混練時の空気の噛み込みを防止する。
【解決手段】 図示しないゴム押出機からゴム生地Ｇ1を押し出し、混練ロール装置１に供給する。ゴム生地Ｇ1は互いに混練ロール装置１の対向するロールにより圧搾されることで混練され、ゴムＧ2として搬出される。混練ロール装置１による混練は、対向するロールにより搬送しつつ圧搾することで行われるものであり、従来装置のようにロールの谷間に滞留しているバンクを繰り返し回転させるものではないため、混練中に空気を噛み込むことはない。ゴムＧ2は圧延ロール装置４のロール２、３間のニップ10により、所定の圧みのゴムシートＧ4に成型される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴムシートの製造装置及び製造方法に関し、詳細には、ゴム生地を混練する時の空気の噛み込みを防止したゴムシートの製造装置及び製造方法に関する。

ゴム材料を混練した後に所定の厚みのゴムシートに成型するゴムシート製造装置は、インナーライナーゴム、サイドウォールゴム等のタイヤ構成部材、ゴムベルト、ゴムローラ等の搬送用部材の製造に用いられており、そのためのゴムシート製造装置及び製造方法が特許文献１により提案されている。

従来のゴムシート製造装置及び製造方法について、図４を参照しながら説明する。
まず、図４（ａ）によりゴムシート製造装置の構成を説明する。
このゴムシート製造装置は、固定ロール31及び移動ロール32からなるゴム練りロール機33備えている。固定ロール31は水平な軸心を有し、図示しない駆動手段（電動機、減速機等）に連結されて矢印ｙの方向（時計回り）に回転可能である。移動ロール32は、その軸心が固定ロール31の軸心と平行であり、かつ固定ロール31の軸心に接近及び離隔可能である。また、矢印ｚの方向（反時計回り）に固定ロール31に連動して回転可能である。固定ロール31及び移動ロール32は、内部に供給される温水又は冷水により加熱又は冷却が可能であり、かつ両ロール間に所定のロール間隙（ニップ）34が設けられている。

固定ロール31の下部には、支持具35に支持された幅方向カッタ36が当接、離隔可能に取り付けられている。この幅方向カッタ36は、固定ロール31の幅方向に、製造するゴムシートの幅により設定される所定の間隔を空けて一対配置されている。幅方向カッタ36の付近の上方には、その軸心が固定ロール31の軸心に平行なテイクオフロール37が配置されている。テイクオフロール37は、幅方向カッタ36で切り出されるゴムシートの厚み測定の基準にもなるロールであって、その上面に接したゴムシートを引取って第１コンベヤ39に送る機能を有する。テイクオフロール37の上方には、厚みセンサ38がテイクオフロール37に接近及び離隔可能に設けられている。

また、このゴムシート製造装置は、第１コンベヤ39、第２コンベヤ40、及びガイドロール41からなる搬送手段42を備えており、ガイドロール41は、第２コンベヤ40の下流端部上方にあって、移動ロール32に当接及び離隔可能に設けられている。搬送手段42は、固定ロール31よりテイクオフロール37に引取られたゴムシートを、第１コンベヤ39及び第２コンベア40により、寸法を変化させないで搬送する機能を有する。

さらに、このゴムシート製造装置は、巻取軸43、ライナーロール44、及び巻取スタンド45からなる巻取手段43備えている。ここで、巻取軸43は巻取スタンド45の上部に取り付けられ、ライナーロール44は巻取スタンド42の下部に取り付けられている。また、巻取スタンド45は図の左右方向に移動して、移動ロール32の外周面に接近及び離隔可能に構成されており、接近したときは巻取軸43を移動ロール32に当接させることができる。

次にゴムシートの製造手順を説明する。
図４（ａ）に示す第１ステップは熱入れ、即ちゴム圧延可能な温度になる迄加熱混合する工程であり、ロール機33を構成する固定ロール31、移動ロール32を矢印ｙ、ｚの方向に回転させると共に、両ロールの外周面を所定の温度に調整した後に、それらの上側谷間に未加硫ゴムを供給してバンク47を形成する。この未加硫ゴムのバンク47はロール31，32により回転させられると共に、ニップ34でシート状に圧延されて固定ロール31に沿って返しゴム48としてバンク47に循環される。このように、繰り返し混練され軟化されて、固定ロール31に巻き付けられる。このステップでは、ガイドロール41及び巻取手段46は移動ロール32より離れている。また、幅方向カッタ36、テイクオフロール37、厚みセンサ38、及び搬送手段42は動作していない。

図４（ｂ）に示す第２ステップはゴムシート49の厚み及び幅を作り込む工程であり、テイクオフロール37、第１コンベヤ39及び第２コンベヤ40を始動し、仮の厚みにて固定ロール31に巻き付けられたゴムシート49を、幅方向カッタ36により所定幅にカットし、固定ロール31から切り出して、テイクオフロール37の上面に引取る。このゴムシート49は、第１コンベヤ39を経て第２コンベヤ40の上面に連続的に引取られ、移動ロール32の下方まで搬送される。さらに、ガイドロール41を移動ロール32に当接させると共に、ゴムシート49をガイドロール41の上面に案内することにより、ゴムシート49は移動ロール32の外周面に押し付けられ付着されてバンク47に合流する。このとき、ゴムシート49を移動ロール32の外周面に付着させて供給するので、ゴムシート49はバンク47の全幅に供給され、ゴムシート49の厚みが幅方向に均一になる。

これによって、ゴムシート49を、固定ロール31より引離し、テイクオフロール37、第１コンベヤ39、第２コンベヤ40、ガイドロール41、移動ロール32の順序で移動させ、バンク47に供給する一連の工程を形成する。この一連の工程を繰り返しながら、厚みセンサ38をテイクオフロール37に接近させ、ゴムシート49の厚みを測定する。この測定データに従って図示しない調整手段により、ゴムシート49を所定の厚みに調整する。

図４（ｃ）に示す第３ステップは、所定の厚み及び幅に成形されたゴムシート49を巻き取る工程であり、第２ステップを完了した後にロール機33、搬送手段42等を同時に停止させ、巻取手段46の巻取軸43を移動ロール32に付着したゴムシート49に当接させる。次いでロール機33及び搬送手段42等を再始動して、幅方向カッタ36により搬送手段42に切り出されたゴムシート49を巻取軸43に巻取る。このとき、ゴムシート49の付着防止手段として、ライナーロール44より繰り出されたライナー50を連続して挟み込む。
特開2002-326245 号公報

しかしながら、上記従来のゴムシート製造装置では、図４（ａ）に示す熱入れ手順において、バンク47が固定ロール31及び移動ロール32の上面に形成された谷間内で回転を繰り返している時に空気を噛み込むことにより、圧延後のゴムシート49内に空気が混在した状態となる。特に、インナーライナー用のゴムのように未加硫時にも空気透過性の低いゴムの場合には多量の空気が混在してしまい、加硫後にも空気が混在した不良製品となることがある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、ゴム生地を混練し、圧延してゴムシートを製造するときに、混練時の空気の噛み込みを防止することである。

請求項１に係る発明は、複数の混練用ロールから構成され、供給されるゴムを前記混練用ロールの外周面に沿って搬送しつつ混練する混練ロール装置と、該混練ロール装置により混練されたゴムを圧延してゴムシートに成型する圧延ロール装置とを備えたことを特徴とするゴムシート製造装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のゴムシート製造装置において、前記混練用ロールの表面温度を調整する手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１記載のゴムシート製造装置において、前記圧延ロール装置により成型されたゴムシートを前記混練ロール装置に供給する搬送手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１記載のゴムシート製造装置において、前記混練ロール装置の対向するロール間隔を変化させる手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置である。
請求項５に係る発明は、互いに対向する複数の混練用ロールを回転させると共に、該混練用ロールの外周面にゴムを供給する工程と、該ゴムを前記混練用ロールの外周面により混練しつつ搬送する工程と、該混練用ロールから搬出されたゴムを圧延ロールによりシート状に成型する工程とを備えたことを特徴とするゴムシートの製造方法である。

（作用）
請求項１、５に係る発明によれば、複数の混練用ロールの外周面に沿ってゴムを搬送しつつ圧搾することでゴムの混練を行い、次に混練されたゴムを圧延して、シート状に成型する。
請求項２に係る発明によれば、混練用ロールの外周面の温度をゴムの混練に適した温度に調整する。
請求項３に係る発明によれば、圧延したゴムを混練用ロールの外周面に供給し、ゴムを循環させることにより、徐々に混練の度合を高める。
請求項４に係る発明によれば、対向する混練用ロールの間隔を変化させることにより、混練用ロールの外周面に付着しているゴムの搬送方向を制御する。

本発明によれば、従来装置のようにゴムのバンクを一対のロールの谷間に滞留させ、ロールにより繰り返し回転させることで混練するのではなく、ロールにてゴムを搬送しつつ圧搾することで混練することにより、ゴム混練時の空気の噛み込みを防止できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るゴムシート製造装置の構成を示す図である。
このゴムシート製造装置は、複数個（ここでは５個）の混練用ロール1A〜1Eからなる混練ロール装置１と、固定ロール２及び移動ロール３からなる圧延ロール装置４と、それぞれ混練ロール装置１の搬送方向下流端と移動ロール３との間、固定ロール２と混練ロール装置１の搬送方向上流端との間、固定ロール２と図示しない巻取装置との間のゴムの搬送をガイドするためのガイドロール５，６，７と、固定ロール２の外周面上に付着しているゴムシートＧ4の厚みを測定する厚みセンサ８と、固定ロール２の外周面上に付着しているゴムシートＧ4の幅方向の一部を切り出すための幅方向カッタ９とを備えている。ここで、幅方向カッタ９は、従来装置における幅方向カッタ36と同様に、固定ロール２の幅方向に、製造するゴムシートの幅により設定される所定の間隔を空けて一対配置されている。

混練用ロール1A〜1Eは、ロール内にロールの外周面温度を制御するための温水が供給される。また、混練用ロール1A〜1Eの互いに対向するロールの間隔は可変である。混練用ロール1A〜1Eはロール外周面に供給されたゴム生地に対し、ゴムの圧縮弾性限界内での圧縮歪を生じさせることで、ロール間を通過したゴムに対し、ヒステリシスロスに基づくゴム自身の発熱と、ロールによる加熱とによって所定の温度に昇温させ、ゴムの変形性を高める機能を有する。ロールの表面温度については、ゴム生地の密着を防止するため、55℃以上の一定温度（ロールに対する密着性の高い材質のゴム生地の場合は90℃程度）に調整している。

固定ロール１は、従来装置における固定ロール31と同様に、矢印ｙの方向に回転可能である。また、移動ロール２は、その軸心が固定ロール１の軸心と平行であり、かつ固定ロール１の軸心に接近及び離隔可能である。さらに、矢印ｚの方向に固定ロール１に連動して回転可能である。固定ロール１及び移動ロール２は、内部に供給される温水又は冷水により加熱又は冷却が可能であり、かつ両ロール間にニップ10が設けられている。

以下、図２及び図３を参照しながら、本実施形態に係るゴムシート製造装置によりゴムシートを製造する手順を説明する。ここで、図２はゴム生地の混練及び圧延を行う手順を説明するための図であり、図３は所定の幅及び厚みに成型されたゴムシートを巻取装置へ供給する手順を説明するための図である。

図２に示す混練及び圧延手順では、最初に混練用ロール1A〜1Eを回転させると共に、一定温度に設定された温水を図示しない温水供給装置から混練用ロール1A〜1Eの内部に供給し、混練用ロール1A〜1Eを加熱すると共に、熱を奪われて温度が低下した温水を温水供給装置に戻し、加熱して再び混練用ロール1A〜1Eの内部に供給する。これにより、混練用ロール1A〜1Eの外周面の温度を混練に適した温度に調整する。なお、混練を開始すると、ヒステリシスロスに基づくゴム自身の発熱があるため、混練用ロール1A〜1Eの外周面の温度を図示しない非接触温度センサで測定し、その測定値が一定になるように混練用ロール1A〜1E内に供給する温水の温度を制御する。

次に、図示しないゴム押出機からゴム生地Ｇ1を押し出し、混練ロール装置１に供給する。図では、混練ロール装置１の搬送側の上流端の混練用ロール1A上に供給している。混練ロール装置１に供給されたゴム生地Ｇ1は対向するロールにより圧搾されることで混練されると共に、順次下流方向の混練用ロールへ搬送され、ゴムＧ2として混練ロール装置１外へ搬出される。混練ロール装置１による混練は、対向するロールにより搬送しつつ圧搾することで行われるものであり、従来装置のようにロールの谷間に滞留しているバンクを繰り返し回転させるものではないため、混練中に空気を噛み込むことはない。

このとき、混練用ロール1A〜1Eの対向するロールの間隔を狭くした方がゴム生地Ｇ1に対する混練効果は大きくなる。しかしながら、ゴム押出機からゴム生地Ｇ1の供給を開始した時点で混練用ロールの間隔が狭くなっていると、図２（ｂ）のゴムＧ0のように、ゴム生地Ｇ1が混練用ロール1Aに付着してしまい、隣の混練用ロール1Bに供給されなくなるおそれがある。そこで、ゴム押出機からゴム生地Ｇ1の供給を開始した時点では、混練用ロール1A，1B，1C，1D，1Eの間隔を広くしておき、混練用ロール1Aから1Eへ搬送されることが確認された時点で間隔を狭めることが好適である。なお、この時点の確認は、例えば混練用ロール1Eの外周面をイメージセンサにより撮影し、その画像データに基づいて行うことが出来る。また、混練用ロール1A〜1Eの間隔を広くした状態にてゴム生地Ｇ1を混練用ロール1Aの外周面上に供給し始めてから混練用ロール1Eへ搬送される迄の時間を予め測定しておいてもよい。

混練ロール装置１外へ搬出されたゴムＧ2はガイドロール５により、移動ロール３の上面に供給され、固定ロール２と移動ロール３との間の谷間に小さなバンクＧ3を形成する。このバンクＧ3は、固定ロール２と移動ロール３との間に形成されたニップを通過することで、所定の厚みに成型され、ゴムシートＧ4が固定ロール４の外周面に付着する。ここで、バンクＧ3は従来装置のバンク47とは異なり、混練されたゴムであるため、両ロールの谷間に滞留することなくニップ10を通過する。このとき、ゴムシートＧ4の厚みを厚みセンサ８によりオンラインで測定し、その測定値が所定の値となるように、移動ロール３の軸心を移動させ、ニップを調整することで、ゴムシートＧ4が所定の厚みとなるように、フィードバック制御を行う。

固定ロール４の外周面に付着したゴムシートＧ4は、ガイドロール６により引取られてゴムシートＧ5となり、混練ロール装置１の混練用ロール1Aの外周面に供給される。混練用ロール1Aの外周面に供給されたゴムシートＧ5は、ゴム生地Ｇ1と同様に混練され、ガイドロール５及び移動ロール３の表面を経て固定ロール２と移動ロール３との間の谷間に到達し、再びニップ10を通過して所定の厚みに成型される。つまり、混練ロール装置１による混練、及び圧延ロール装置４による所定の厚みへの成型が繰り返し実行される。このように混練を繰り返すことで、十分な混練が行われる。

上述した混練ロール装置１による混練、及び圧延ロール装置４による所定の厚みへの成型を繰り返し、厚みセンサ８による厚みの測定値が安定したら、図３に示すように、混練ロール装置１の動作、混練ロール装置１から移動ロール３へのゴムＧ2の供給、及び固定ロール２から混練ロール装置１へのゴムＧ5の供給を停止し、固定ロール４の外周面に付着したゴムシートＧ4から所定の幅の部分Ｇ6を幅方向カッタ９により切り出し、ガイドロール７により、図示しない巻取装置へ搬送する。以上により、所定の幅及び厚みを有するゴムシートＧ6が巻取装置に供給される。

なお、以上の説明では、ゴムシートＧ5はゴムシートＧ4をそのままの幅でガイドロール６により引取ったものである、ゴムシートＧ4を所定の幅（製造するゴムシートＧ6の幅と同一幅でも異なる幅でもよい）にカットしたものをガイドロール６により引取り、ゴムシートＧ5としてもよい。このように構成すれば、混練ロール装置１により繰り返し混練するゴムの量を少なくできるので、ゴムを少しずつ確実に混練することができる。

本発明の実施形態に係るゴムシート製造装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態においてゴム生地の混練及び圧延を行う手順を説明するための図である。 本発明の実施形態において所定の幅及び厚みに成型されたゴムシートを巻取装置へ供給する手順を説明するための図である。 従来のゴムシート製造装置及び製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１・・・混練ロール装置、1A〜1E・・・混練用ロール、２・・・固定ロール、３・・・移動ロール、４・・・圧延ロール装置、５，６，７・・・ガイドロール、９・・・幅方向カッタ。

Claims (5)

1. 複数の混練用ロールから構成され、供給されるゴムを前記混練用ロールの外周面に沿って搬送しつつ混練する混練ロール装置と、該混練ロール装置により混練されたゴムを圧延してゴムシートに成型する圧延ロール装置とを備えたことを特徴とするゴムシート製造装置。
2. 請求項１記載のゴムシート製造装置において、
   前記混練用ロールの表面温度を調整する手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置。
3. 請求項１記載のゴムシート製造装置において、
   前記圧延ロール装置により成型されたゴムシートを前記混練ロール装置に供給する搬送手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置。
4. 請求項１記載のゴムシート製造装置において、
   前記混練ロール装置の対向するロール間隔を変化させる手段を備えたことを特徴とするゴムシート製造装置。
5. 互いに対向する複数の混練用ロールを回転させると共に、該混練用ロールの外周面にゴムを供給する工程と、該ゴムを前記混練用ロールの外周面により混練しつつ搬送する工程と、該混練用ロールから搬出されたゴムを圧延ロールによりシート状に成型する工程とを備えたことを特徴とするゴムシートの製造方法。

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